دکتر ریموند رخشانی
مقاله و فایل صوتی پنجاهم
با سلام، من ریموند رخشانی هستم و حوزه کارشناسی من مهندسی سیستم هاست، و تخصص من در بکارگیری اندیشه سیستمی برای انتقال فن آوری و اجرا و پیاده سازی تولید فراورده های نوین می باشد.
در این سلسله از مقالات و فایل های صوتی، کوشش می کنم که علم مدرن را (به زبان فارسی) از پایه به دوستانی که علاقمند هستند، در حد توان، ارائه کنم. از اساتید، پژوهشگران و اندیشمندان عزیز، خواهشمندم که لینک ها را به دوستان و بویژه به جوانان دانش پژوه ما (که اغلب دسترسی نظام مند برای آشنایی با علم مدرن – به زبان فارسی – ندارند) ارسال فرمایند.
لینک همه مقالات و فایلهای صوتی پیشین در پایان مقاله گذاشته شده است.
دوستانی هم که در شبکه های اجتماعی حضور دارند، می توانند این مجموعه فایل های صوتی و مقالات “سرشت علم” را از ابتدا از طریق لینک تلگرام زیر با دوستان دیگر شریک شوند. با احترام، ر. رخشانی
“https://t.me/natureofscience”
چرخه ی[۱] جوّ یا آتمسفر[۲]
تقاضایی بزرگ از شما دوست عزیز و اندیشمند محترم (خارج از ایران)
اگر سلسله فایل های صوتی و مقالات علمی “سرشت علم” برای شما سودمند بوده اند و هستند، خواهشمندم با شنیدن هر فایل صوتی با ارسال هر مبلغی که برای شما مقدور است) شاید بعنوان شهریه نام نویسی برای کلاس های دروسی علمی به زبان فارسی ، (به حساب بانکی زیر، مرا یاری دهید.
PayPal نام موسسه مالی
www.paypal.me/rrakhshani شناسه حساب در موسسه مالی
من به کار و آموزش مدنی (غیر انتفاعی، غیر دولتی و غیر خصوصی) باور دارم و مطمئن هستم که شما، اندیشمند محترم و پژوهشگر و کارشناس و استاد و پزشک عزیز خارج از ایران (که بنحوی مستمر این پروژه علمی را در سایت ملیون و در تلگرام و در لینکدین دنبال می کنید،) می توانید با ارسال هر مبلغی (برای هر فایل صوتی و مقاله علمی، به آدرس بانکی بالا،) من را برای ادامه این کار سنگین یاری داده تا قادر باشم این فایلها و مقالات را، که تا امروز حاصل بیش از ۲۵ سال کار سیستماتیک و پژوهش علمی من بوده اند، بنحوی نظام مند در اختیار جوانان دانش پژوه ما که چنین امکانی را برای دسترسی به چنین پروژه ای لازم و امروزی و مدرن در ایران ندارند، امکانپذیر نمایم. با پشتیبانی شما، می توانم این کار سنگین و پروژه علمی – پژوهشی را، هرچه دقیق تر و جامع تر، با دغدغه کاری و نگرانی مالی کمتری ادامه دهم.
پیشاپیش از یاری و یاوری شما اندیشمندان برای پیشبرد پروژه “سرشت علم” صمیمانه سپاسگزارم. همچنین از پشتیبانی مالی دوستان عزیزم آقایان دکتر بهرخ خوشنویس، دکتر منصور رحیمی، دکتر همایون مهمنش، آقای مرتضی رحیمی و آقای سعید مجیدی و همچنین فرد محترمی ناشناس بسیار سپاسگزارم. مسلما پیشبرد این پروژه، تا امروز، بدون حمایت مالی شما عزیزان برای من میسر نمی بود. با احترام، ر. رخشانی
هَمه ی سیستم های فیزیکی منجُمله چَرخه های زمین[۳] باید با قوانینِ طبیعت مطابقت داشته باشند[۴].
- اتم ها حفظ می شوند تا کُلّ مقدارِ آب بر روی زمین ثابت بماند[۵].
- اگر ماده ای به حرکت درآید می باید نیرویی برایِ حرکتِ آن دخیل باشد[۶].
- نیروی گرانش یا جاذبه باعث می شود که آب رو بسوی پایین سرازیر شود[۷].
- نوعی منبعِ انرژی، مانندِ خورشید، لازم است تا نیرویی را بر چیزی، در فاصله ای، وارد نماید[۸].
- انرژی می تواند از شکلی به شکلی دیگر تغییر کند[۹]. گرمایی که آب را تبخیر می کند خود تبدیل به انرژی پتانسیل گرانشی یا جاذبه ای[۱۰] می شود؛ و ما بخشی از آن انرژی را در نیروگاه های هیدروالکتریک بکار می بریم[۱۱].
- گرما در تطابق با قانونِ دومِ ترمودینامیک پخش می شود[۱۲]. جریان های اقیانوس ها گرما را انتقال می دهند[۱۳].
- همین اصل در موردِ چرخه های جوّ یا آتمسفر[۱۴] و سنگ ها هم کارکرد دارد[۱۵].
جوّ یا آتمسفر پوششی از گازها در اطرافِ کره ی زمین است که ضخامتی حدود چندصدکیلومتر دارد[۱۶]. اگرچه آتمسفر بظاهر توده ی ممتدی از هوا به نظر می رسد اما می توان آن را بشکلِ ذخایری برهم کنش کننده[۱۷] از هوا پنداشت.[۱۸]
- در هر لحظه ای جوّ یا آتمسفر را می توان به “توده هایِ هوا” که هر یک مختصاتِ ویژه ی خود را دارند تقسیم کرد[۱۹].
- “توده های مجاورِ هوا” می توانند مناطقِ مختلفی نزدیک به زمین را پر کنند؛ و یا شاید لایه های بالاتری از جوّ را از قبیل “تروپوسفر[۲۰]” ( زیرین سپهر یا گشت کره) و یا حتی “استراتوسفر[۲۱]“( پوش سپهر یا پوش کره) را پر کنند[۲۲].
هوا[۲۳] و شرایطِ آب وهوایی[۲۴] دو مقوله ی نزدیک بهم و مرتبط اند.
- هوا وضعیتی از جوّ یا آتمسفر در زمان و مکانی مشخص است. هوا می تواند روزانه یا ساعت به ساعت تغییر کند.
- شرایط آب وهوایی میانگین درازمدتِ هوا در یک منطقه ی زمین است[۲۵].
- شرایط آب وهوایی می تواند برای قرن ها ثابت بماند و یا می تواند بشکلی ناگهانی دستخوشِ تغییر شود[۲۶]. دلایل این تغییرهای ناگهانی موضوعِ مطالعه ی دانشمندان است[۲۷].
چند متغیر (دگرگون کننده/ دگرگون شونده) وضعیتِ آتمسفر را تشریح می کنند[۲۸] : دما یا درجه ی حرارت، فشارِ هوا، میزانِ رطوبت، ابر گونه گی[۲۹] و بادهای غالب یا بیش وز[۳۰] .
اغلب دما یا درجه ی حرارت به گرما در سطحِ زمین اشاره دارد[۳۱].
- دما یا درجه ی حرارت بشدت با تغییرِ ارتفاع از سطحِ دریا تغییر می کند. لایه های اصلیِ جوّ یا آتمسفر با چنین تغییراتِ دمایی تعریف شده اند[۳۲].
- تروپوسفِر؛ زیرین سپهر یا گشت کره؛ لایه ای تا ارتفاع ۱۰ تا ۱۶ کیلومتر دورِ کره را تشکیل می دهد و متشکل از مناطقی ست که با ارتفاع درجه ی حرارت کم می کنند[۳۳]. این لایه ی جوّ یا آتمسفر بالاترین میزانِ انتقالِ وزش دمایی[۳۴] از زمین را دارد[۳۵].
- لایه ی بعدی آتمسفر که استراتوسفر یا پوش کره خوانده می شود حدودِ ۵۰ کیلومتر ضخامت دارد. دما یا درجه ی حرارت در این منطقه اغلب نزدیک به ۵۰ تا ۶۰ درجه افزایش می یابد و عمدتاً بدین دلیل که مقدارِ کمی از گازِ اوزون[۳۶] در این لایه اکثرِ اشعه های فرا یا ماورایِ بنفشِ خورشید را جذب می کند.
دومین متغیری (دگرگون کننده) که وضعیتِ جوّ را تعریف می کند فشارِ هواست[۳۷].
- فشارِ هوا با ازدیادِ ارتفاع کم می شود و بدین دلیل که هوا زیرِ وزن خود فشرده می شود[۳۸].
- فشارِ هوا بنحوِ جانبی یا افقی[۳۹] هم دچار تغییر می شود و اغلب بدین دلیل که توده های هوا درهم چرخیده، و با نزدیکیِ بهم، توده های درهم تری با فشاری بالاتر می سازند و یا با دورشدن از هم توده هایی با فشاری پایین تر می سازند.
- هوا در سیستم هایِ فشارِ پایین بسوی بالا می رود و نتیجتاً هوا را خنک تر و ابری می کند در حالیکه در سیستم های فشار بالا گرایش به گرما و خشکی دارد[۴۰].
سومین متغیر رطوبتِ هواست که میزانِ بسیار دگرگون شونده ی آب در جوّ یا آتمسفر را اندازه بندی می کند[۴۱].
- ترکیبِ اصلی آتمسفر به نحوی شگفت انگیز ثابت است. دو گاز – نیتروژن و اکسیژن – ۹۹% آتمسفر خشک را می سازند[۴۲].
- اما جوّ یا آتمسفر شامل میزان بسیار کوچکی از گازهای دیگری از قبیل آرگون، دی اکسید کربن و ده تا دوازده گاز دیگر هم هست[۴۳].
- جوّ همچنین مقداری بخارِ آب در خود دارد که میزانِ آن بسته به دما یا درجه ی حرارت و رطوبتِ نسبی[۴۴] بالا و پایین می شود.
ابرگونه گی[۴۵] که چهارمین متغیر است ارتباطی مستقیم با میزانِ رطوبت دارد[۴۶].
- ابرها توده ای از ذراتِ آب و یا کریستال های یخ هستند.
- هنگامیکه هوا با ذراتِ آب اشباع می شود ابرها شکل می گیرند – و اغلب در زمانی شکل می گیرند که هوا در حرکت رو به بالا و خنک شدگی است.
- ابرها همچنین در مواردی مرزهایِ تماسِ دو توده یِ مجاورِ[۴۷] هوا را ترسیم می کنند.
- ابرهای سندان شکل[۴۸] اغلب از برخورد دو توده ی گرم و سرد هوا شکل می گیرند. جرمِ هوایِ گرم تر که به انبوهی هوایِ سردتر نیست بر روی توده ی هوایِ سرد می نشیند. با ازدیادِ ارتفاع هوا سرد، خنک و خیس شده و ایجاد ابر و باران می کند.
- ابر و باران اغلب در سویِ بادخیز[۴۹] کوه ها شکل می گیرند که بادها توده ی هوا را در سینه کش کوه ها در آنجا به بالا می فرستند.
پنجمین متغیر، مسیر و تندیِ بادهاست[۵۰].
- بادها[۵۱] در نتیجه ی وزشِ دماییِ آتمسفر[۵۲] است که به توزیعِ حرارت یاری می رسانند[۵۳].
- نسیمِ اقیانوس در روزهای گرمِ تابستانی نمایشگرِ چگونگی شکل گیریِ بادهاست[۵۴]. در ابعادی بزرگ تر بادهایِ غالب یا بیش وز[۵۵] هم همانگونه شکل می گیرند.
- خورشید هوا را در اطرافِ استوا بیش از هرجای دیگرِ زمین گرم می کند و بادها برخاسته و بسوی قطب بحرکت در می آیند[۵۶] و همزمان هوایِ سرد سقوط کرده بسوی استوا می وزد.
- اگر زمین در گردش نبود بادهای نزدیک به سطحِ زمین از قطب به استوا و بادهای ارتفاع بالا از استوا به قطب در حرکت می بودند.
- گردش زمین وزشِ حرارتی شمال – جنوب را پیچیده می کند.
شرایطِ آب و هوا بندرت در طول زندگی انسان تغییر می کنند اما گواه ها و شواهد بر آن اند[۵۷] که این شرایط در دوره ی بسیار کوتاهی در تغییر و تحولی اساسی بوده اند[۵۸].
- دانشمندانِ بسیاری ثابت کرده اند که دما یا درجه ی حرارتِ کره ی زمین به سرعت و بازگشت ناپذیر بسویِ افزایش و گرما است[۵۹] و گرم ترین درجه حرارت هایِ ثبت شده (از سال ۱۸۷۰ تا کنون) در بیست سالِ اخیر بوده اند[۶۰].
- میانگین گیری درجه های حرارتِ زمین (حتی با استفاده از ماهواره ها) بسیار مشکل است و دانشمندان مجبورند که با ابزارهایِ متفاوت برآوردها را مقایسه کنند.
- خوشبینانه ترین برآوردها نشان از آن دارند که تا سال ۲۱۰۰ میلادی دما یا درجه ی حرارتِ میانگینِ زمین ۲ درجه ی سانتیگراد افزایش خواهد یافت[۶۱].
- برخی دیگر میزانِ افزایشِ درجه ی حرارت را سه برابر آن تخمین زده اند[۶۲].
- پیامدهای اقتصادی و تخریبی[۶۳] چنین افزایشی بسیار نگران کننده است[۶۴].
علیرغم همه ی مباحثِ مربوط به دلایلِ چنین افزایشی شناختِ عوامل افزایشی درجه ی حرارت حیاتی قلمداد می شود[۶۵]. در سال های اخیرتر آب وهوا شناسی سنگواره ای، دیرین اقلیم شناسی یا زمین شناسی سنگواره ای[۶۶] با بکارگیریِ روش هایِ علمی و ابزارهایِ فنی[۶۷] به شناختِ ما از شرایطِ آب وهوایی قرون و هزاره های کهن کمک کرده است[۶۸].
- توزیعِ فسیل حیوانات و گیاه ها و همچنین فسیلِ گرده های گیاهی به شناختِ ما از شرایطِ آب وهوایی اقلیم ها کمک کرده است[۶۹].
- رسوب های لایه های یخ هم کلیدهای دیگری را فراهم آورده اند[۷۰].
- مرکزِ توده های عظیمِ یخ در گرین لند[۷۱] و قطب سند ۲۵۰۰۰۰ ساله ی آتمسفر هستند[۷۲] زیرا حباب های هوا را در خود محبوس کرده اند.
- با اندازه گیری ایزوتوپ های اکسیژن (O۱۶ and O۱۸) درجه ی حرارتِ آن دوره ها اندازه گیری می شود[۷۳].
- برخی اندازه گیری ها تغییراتِ ناگهانیِ مشابهی در گذشته را نیز آشکار کرده اند[۷۴].
- دلایل این تغییراتِ ناگهانی موضوعِ پژوهش اند اما این مسلم است که چنین تغییرهایی محیطِ زیست بخش های نزدیک به دریاها را شدیدا صدمه زده اند.
شرایطِ آب وهوا به نحوی عمیق بر اساس وضعیتِ اقلیمی تاثیر می پذیرند و چندین عامل مستند در آن تغییرات سهیم اند[۷۵].
- نزدیکی شرایطِ اقلیمی به جریانِ دریاها و اقیانوس ها شرایطِ آب وهوای آن مناطق را و انتقالِ گرمایی به آن مناطق را تحتِ تاثیر قرار می دهد.
- وجودِ سلسله جبال ها، حرکتِ توده های هوا را مسدود کرده و یا سویه می دهد و رطوبت را به نحوی کارا در آن مناطق کاهش می دهد[۷۶].
- این عوامل و مکانِ آن اقلیم بر صفحاتِ شناور[۷۷] کره ی زمین، در درازمدت، شرایطِ آب وهوای زمین را دستخوش تغییر می کنند.
- در نهایت چرخه های آب و هوا به چرخه های خودِ کره ی جامدِ زمین مرتبط هستند.
——————————–
چاپ و انتشار این مقالات و فایل های صوتی بدون ذکر نام نویسنده و مرجع، و هرگونه استفاده برای مقاصد خصوصی و اهداف انتفاعی بدون گرفتن مجوز از نویسنده اکیدا غیر قانونی است
Rakhshani, Raymond. Origins of Modernity. Even Development in the Evolution of Science and Technology. South Carolina: CreateSpace, A Division of Amazon Publishing, 2011.
Jacobson, Michael, and Charleson, Robert, J. and Rodhe, Henning, and Orians, Gordon, H. Earth System Science, Volume 72: From Biogeochemical Cycles to Global Changes. Academic Press, 2000.
Dawkins, Richard. Science in the Soul. Penguin Random House Publishers, 2017.
Challoner, Jack. The Atom: A Visual Tour. The MIT Press, 2018.
Rees, Martin. Just Six Numbers. The Deep Forces that Shape the Universe. Basic Books, 2001.
Jordan, Thomas. A Handbook of Gravity-Flow Water Systems. Practical Action, 1984.
Sivaram, Varun. Taming the Sun: Innovations to Harness Solar Energy and Power the Planet. The MIT Press, 2018.
Wallace, John, M. and Hobbs, Peter, V. Atmospheric Science: An Introductory Survey. Academic Press, 2006.
gravitational potential energy
Guyer, Paul, J. An Introduction to Mechanical Design of Hydroelectric Power Plants. Createspace Independent Publishing, 2016.
Seinfeld, John, H. and Pandis, Spyros, N. Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change. Wiley, 2016.
Cengel, Yunus, and Ghajar, Afshin. Heat and Mass Transfer: Fundamentals and Applications. McGraw-Hill Science, 2010.
Fredrick, John, E. Principles of Atmospheric Science. Jones & Bartlett Learning, 2007.
Ignotofsky, Rachel. The Wondrous Workings of Planet Earth: Understanding Our World and its Ecosystems. The Speed Press, 2018.
Berner, Elizabeth Kay, and Berner, Robert, A. Global Environment: Water, Air and Geochemical Cycles. Princeton University Press, 2012.
interacting reservoirs
Skinner, B.J. and Porter, S.C. The Blue Planet. New York: Wiley, 1998.
Mohanakumar, K. Stratosphere Troposphere Interactions: An Introduction. Springer, 2008.
Troposphere
Stratosphere
Ahrens, Donald, C. and Henson, Robert. Meteorology Today: An Introduction to Weather, Climate and the Environment. Brooks Cole, 2018.
weather
climate
Revkin, Andrew, and Mechaley, Lisa. Weather: An Illustrated History from Cloud Atlases to Climate Change. Sterling, 2018.
Barry, Dr. Roger, G. and Hall-McKim, Dr. Eileen, A. Essentials of the Earth’s Climate System. Cambridge University Press, 2014.
Berner, Elizabeth Kay, and Berner, Robert, A. Global Environment: Water, Air and Geochemical Cycles. Princeton University Press, 2012.
Hocking, Wayne, K. and Roetger, Juergen, and Palmer, Robert, D. and Sato, Toru, and Chilson, Phillip, B. Atmospheric Radar: Application and Science of MST Radar in the Earth’s Mesosphere, Stratosphere, Troposphere, and Weakly Ionized Regions. Cambridge University Press, 2017.
cloudiness
prevailing winds
National Research Council. Surface Temperature Reconstructions for the Last 2000 years. National Academies Press, 2007.
Lutgens, Fredrick, K. and Tarbuck, Edward, J. and Tasa, Dennis, G. Foundations of Earth Science. Pearson, 2016.
Hov, Oystein. Tropospheric Ozone Research: Tropospheric Ozone in the Regional and Sub-regional Context (Transport and Chemical Transportation of Pollutants in the Troposphere.) Springer, 2012.
convection
Borrell, Peter, and Borrell, Patricia May, and Burrows, John, P. and Platt, Ulrich. Sounding the Troposphere from the Space: A New Era for Atmospheric Chemistry. Springer, 2012.
ozone
Burch, David, and Burch, Tobias. The Barometer Handbook: A Modern Look at Barometers and Applications of Barometric Pressure. Starpath Publication, 2009.
compressed
laterally
Cole, Milton, W. and Lueking, Angela, D. and Goodstein, David, L. Science of the Earth, Climate and Energy. World Scientific Publishing Company, 2018.
Korotcenkov, Ghenadii. Handbook of Humidity Measurement: Electronic and Electrical Humidity Sensors. CRC Press, 2019.
Lane, Nick. Oxygen: The Molecule that Made the World. Oxford University Press, Oxford, 2002.
Denecke, Jr. Edward, J. Let’s Review Earth Science: The physical Setting. Barrons Educational Series, 2017.
relative humidity
cloudiness
Matveev, L. T. Cloud Dynamics. Springer, Atmospheric and Oceanographic Sciences Library, 2011.
adjacent air masses
anvil-shaped clouds
windward side
Emanuel, Kerry. Divine Wind: The History and Science of Hurricanes. Oxford University Press, 2005.
Shireman, Myrl. Earth’s Prevailing Wind Belt. Mark Twain Media, 2013.
atmospheric convection
Emanuel, Kerry, A. Atmospheric Convection. Oxford University Press, 1994.
Hertz, Ruth. Earth Science Boosters. Regents Boosters, 2018.
prevailing winds
Thomas, Isabel, and Morgan, Paulina. What on Earth? Wind: Explore, Create and Investigate. QEB Publishing, 2016.
Emanuel, Kerry, A. and Inglis, Bob. What We Know about Climate Change. The MIT Press, 2018.
Lutgens, Fredrick, K. and Tarbuck, Edward, J. and Tasa, Dennis, G. Foundations of Earth Science. Pearson, 2016.
global warming
Jamail, Dahr. The End of Ice: Bearing Witness and Finding Meaning in the Path of Climate Disruption. The New Press, 2019.
Wallace-Wells, David. The Uninhabitable Earth. Allen-Lane, 2019.
US Global Change Research Program. Impacts of Climate Change on Human Health in the United States: A Scientific Assessment. Skyhorse, 2018.
destructive and economic consequences
Wallace, Michael, and Webber, Lawrence. The Disaster Recovery Handbook: A Step-by-Step Plan to Ensure Business Continuity and Protect Vital Operations, Facilities and Assets. AMACOM, 2017.
Hawking, Stephen. Brief Answers to the Big Questions. Bantam, 2018.
paleoclimatology
Hyman, Andrew. Principles of Paleoclimatology. Calisto Reference, 2017.
Bradley, Raymond, S. Paleoclimatology: Reconstructing Climates of Quaternary. Academic Press, 2014.
Patzkowsky, Mark, E. and Holland, Steven, M. Stratigraphic Paleobiology: Understanding the Distribution of Fossil Taxa in Time and Space. University of Chicago Press, 2012.
Rapp, Donald. Ice Ages and Interglacials: Measurements, Interpretations, and Models. Springer, 2019.
Glassley, William, E. A Wilder Time: Notes from a Geologist at the Edge of the Greenland Ice. Bellevue Library Press, 2018.
Richard, Wilfred. Between Sea and Glacier: Greenland in a Changing World. International Polar Institute, 2019.
Gertner, Jon. The Ice at the End of the World: An Epic Journey into Greenland’s Buried Past and Our Perilous Future. Random House, 2019.
Alley, Richard, B. The Two-Mile Time Machine: Ice Cores, Abrupt Climate Change, and Our Future – Updated Edition. Princeton University Press, 2014.
Wallace-Wells, David. The Uninhabitable Earth. Allen-Lane, 2019.
Marshak, Stephen, and Rauber, Robert. Earth Sciences: The Earth, The Atmosphere, and Space. W. W. Norton & Company, 2017.
Tectonic Plates
__________________________
«شامِ دردهایِ بی پایان[۱]»
ر. رخشانی
شامِ محدودیت هایِ زمان
شامِ زندگی ای بی نشان
شامِ وسوسه هایِ بی کران
شامِ ترس
از دیگران،
شامِ پندارهایِ ناتوان
شامِ شورمندی در رَوان
شامِ لایتناهیِ اِدمان[۲]
شامِ رنج هایِ روح و جان
شامِ فریادهایِ خیابان
شامِ بی قراری و عُصیان،
شامِ فریبِ مَدهوشان
شامِ مکتب فروشان
شامِ ساختارشکنان
شامِ بیهودگیِ سُخنان.
Rakhshani, R. Selected Poems. Craetespace, An Amazon.com Company, 2014.
—————————————-